Ydinsulkusopimus jakaa maailman valtiot kahteen ryhmään - ydinasevaltioihin ja ydinaseettomiin valtioihin - ja asettaa kummallekin ryhmälle tietyt velvoitteet. Vuonna 1968 hyväksytty sopimus määrittelee ydinasevaltioksi valtion, "joka on valmistanut ja räjäyttänyt ydinaseen tai muun ydinräjähteen ennen tammikuun 1. päivää 1967". Yhdysvallat, Venäjä, Kiina, Ranska ja Iso-Britannia täyttävät tämän ehdon ja lasketaan siten viideksi viralliseksi ydinasevaltioksi. Lisäksi sopimuksen ulkopuolelle jättäytyneillä Israelilla, Intialla ja Pakistanilla tiedetään olevan ydinaseita.

Israelia, Intiaa ja Pakistania lukuun ottamatta kaikki maailman valtiot ovat sitoutuneet ydinsulkusopimukseen, mikä tekee siitä kaikkein laajimmin hyväksytyn aseidenriisuntasopimuksen. Pohjois-Korea kuitenkin erosi sopimuksesta vuonna 2003 ja on sittemmin tehnyt kaksi ydinkoetta. Virallista tietoa toimivan ydinaseen mahdollisesta olemassaolosta ei ole. Pohjois-Korean ohella myös Iran on ollut kansainvälisen yhteisön erityisen painostuksen ja valvonnan kohteena, koska sen pelätään havittelevan ydinasetta.

Ydinsulkusopimuksella on kaksi keskeistä tavoitetta: ydinaseiden ja ydinaseteknologian leviämisen estäminen sekä vähittäinen ydinaseriisunta. Sopimuksen mukaan ydinasevaltiot eivät saa luovuttaa ydinaseita tai muita ydinräjähteitä ydinaseettomille maille tai muutoin avustaa niitä ydinaseiden hankkimisessa. Sopimuksen osapuolina olevat ydinaseettomat maat ovat puolestaan luvanneet, etteivät ne ota vastaan tai muuten hanki ydinaseita tai muita ydinräjähteitä. Ydinsulkusopimus sisältää myös ainoan kansainväliseen sopimukseen kirjatun velvoitteen ydinaseriisuntaan (6. artikla). Artiklan sanamuoto on osin tulkinnanvarainen, mutta kansainvälisen tuomioistuimen yksimielinen päätös vuodelta 1996 vahvisti valtioiden velvoitteen ydinaseriisuntaan.

Vaikka ydinsulkusopimus velvoittaa ydinaseettomat maat pidättäytymään ydinaseen hankkimisesta, sopimus takaa kaikille maille oikeuden tutkia, tuottaa ja käyttää ydinteknologioita rauhanomaisiin tarkoituksiin. Käytännössä tämä vaikeuttaa sopimuksen noudattamisen valvomista, koska monet ydinteknologiat ovat kaksikäyttöisiä eli niitä voidaan hyödyntää sekä rauhanomaisiin että sotilaallisiin tarkoituksiin.

Ydinsulkusopimuksen toimeenpanoa valvoo kansainvälinen atomienergiajärjestö IAEA (International Atomic Energy Organization), joka perustettiin jo vuonna 1957 edistämään ja valvomaan ydinvoiman rauhanomaista käyttöä. Ydinsulkusopimuksen periaatteiden mukaisesti IAEA:n tehtävänä on edistää ydinenergian rauhanomaista käyttöä kaikkialla maailmassa ja varmistaa, ettei rauhanomaisessa käytössä olevia ydinaineita siirretä sotilaallisiin tai muihin epäilyttäviin tarkoituksiin. Tämä ns. safeguards-valvonta perustuu jäsenmaiden kanssa tehtyihin valvontasopimuksiin ja toteutuu käytännössä siten, että IAEA seuraa eri maiden ydinohjelmien kehitystä ja tekee tarkastuskäyntejä määräajoin.

Ydinsulkusopimus on onnistunut rajoittamaan ydinaseiden leviämistä. Sopimusta on kuitenkin myös kritisoitu erityisesti siksi, että se perustuu sisäsyntyiseen epätasa-arvoon ydinasevaltioiden ja ydinaseettomien valtioiden välillä. Englanniksi näihin kahteen eri valtioiden ryhmään viitataan joskus nimillä "haves" ja "have-nots" eli puhutaan valtioista, joilla on oikeus omistaa ydinase ja valtioista, joilta tuo oikeus on kansainvälisen oikeuden nojalla evätty. Sopimus ei myöskään aseta viiden laillisen ydinasevaltion ydinaseriisunnalle mitään takarajaa. Käytännössä sopimuksen ydinaseriisuntaa koskeva velvoite onkin pitkälti jäänyt toteutumatta.